静电纺特殊结构纳米纤维的研究现状

赵 丽，刘呈坤，洪 洁，吴月霞，毛 雪

(西安工程大学 纺织科学与工程学院，陕西 西安 710048)

纳米纤维具有悬殊的长径比、大的比表面积、高的孔隙率及优异的热稳定性、光电性能等，广泛应用于能源、医疗、过滤、传感、催化、自清洁等领域[1]。目前，纳米纤维的制备方法有拉伸法、模板法、相分离法、自组装法及静电纺丝法等，但拉伸法获得的纤维直径较大，均匀性差；模板法对材料的形态和尺寸要求高，工艺复杂，且去除模板造成资源的浪费；相分离法工艺可控性差，制备周期长；自主装法对材料的结构和反应条件高，不能大规模生产；而静电纺丝法工艺简单、可纺原料广、对纤维尺寸及形态可控等，是制备特殊结构纳米纤维最为简便的方法[2-3]。

随着静电纺丝技术的发展，为提升静电纺纳米纤维的应用性能，多种具有特殊结构的纳米纤维被开发，如多孔、树突、核/壳、中空、串珠、带状、螺旋、项链等一维结构纳米纤维，纳米蛛网、树状结构、图案化及取向结构等二维结构纳米纤维膜，具有可控厚度的三维结构纳米纤维气凝胶等[4]。调控纤维结构主要通过改变溶液性质、纺丝工艺及后处理三种方式来实现。作者介绍了近年来利用静电纺丝技术制备的具有特殊形态的一维、二维及三维气凝胶纳米纤维材料的最新研究成果，并分析其核心制备工艺、形成机理及应用性能，并对其未来的发展方向进行展望。

1 一维特殊结构纳米纤维

1.1 多孔结构

多孔结构纳米纤维表现为纤维内部或表面含有孔洞、通道或缝隙等结构，该结构可显著提高纳米纤维整体比表面积及孔隙率等，可广泛应用于催化[5]、电学[6]、吸附过滤[7-8]及药物缓释[9]等领域。……